华支睾吸虫虫卵被人体摄入后，经胆汁激活，囊内幼虫破囊壁而出，经胆总管进入肝胆管发育为成虫，也可通过血管或穿过肠壁到达肝脏，最后寄生在肝胆管内发育为成虫。
因虫体机械性阻塞和代谢产物的毒性作用，造成胆汁淤积，胆管呈囊状或圆柱状扩张，以左叶边缘部分为著。胆管上皮细胞有脱落和增生，胆管壁因结缔组织增生而增厚，并有大量腺体增生、淋巴细胞及粒细胞浸润等现象，邻近的肝细胞有脂肪变性、萎缩和坏死现象，最终导致胆汁性肝硬化。
死亡的华支睾吸虫尸体、虫卵及脱落的胆管上皮，可成为结石形成的核心，诱发肝胆管结石，有报道认为此病与胆管细胞癌有密切关系。